DE2656161C2

DE2656161C2 - Verfahren zur Herstellung von kornorientiertem Elektrostahlblech

Info

Publication number: DE2656161C2
Application number: DE19762656161
Authority: DE
Inventors: Kichi Nakazawa; Masafumi Okamoto; Tomohiko Himeji Hyogo Sakai
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1976-12-10
Filing date: 1976-12-10
Publication date: 1983-04-21
Also published as: FR2373609B1; GB1569310A; FR2373609A1; DE2656161A1

Description

Die wichtigsten Anforderungen, die ein kernorientiertes Elektrostahlblech — nachstehend kurz mit Elektroblech bezeichnet — erfüllen muß, sind die, daß die magnetischen Eigenschaften (Verhältnis zwischen magnetischer Feldstärke und magnetischer Kraftflußdichte) wie auch die Verluste im Kern (Verhältnis zwischen magnetischer Kraftflußdichte und Kernverlust) günstig sein müssen. Die magnetische Kraftflußdichte als magnetische Eigenschaft (normalerweise durch Bio angegeben) muß hoch sein, während der Kernverlust (gewöhnlich durch den Wert Wi 7/50 gegeben) klein sein muß.

Es ist bekannt, daß die Legierungselemente des Stahles, Korngröße, Verunreinigungen und Restspannungen einen Einfluß auf die Kernverluste haben, und eine Verbesserung der magnetischen Eigenschaften, d. h. des Bio-Wertes, kann sich aus einer Erniedrigung des Kernverlustes ergeben. Es ist auch bekannt, daß ein Blech mit hohem ßio-Wert besonders bei hoher Kraftflußdichte sehr gute Kernverlusteigenschaften zeigt.

Verbesserungen der Magneteigenschaften führen nicht nur zu einer Verringerung der Kernverluste, sondern sie können auch zu einer Erniedrigung des Kerngewichtes beitragen und kommen damit der Miniaturisierung, z. B. bei Transformatoren, entgegen.

In den vergangenen Jahren hat die Stranggußtechnik wesentlich an Bedeutung gewonnen und die bisher übliche Bearbeitung in Blöcken teilweise ersetzt.

Unter den verschiedenen Vorteilen des Stranggußverfahrens sind neben technischen Vorteilen, wie chemische Homogenität der Brammen in Längsrichtung, noch wirtschaftliche Vorteile zu erwähnen, wie erhöhte Produktionsleistung infolge Arbeitsvereinfachung und Einsparung von Arbeitskraft.

Daher hat die Anwendung der Stranggußtechnik bei der Produktion von kornorientiertem Elektroblech zu vielen technischen und ökonomischen Vorteilen geführt, wie Vermeidung von Streuung der magnetischen Eigenschaften längs der Bramme, was eine gleichbleibende Qualität über die ganze Haspel garantiert und hohe Produktionsausbeute.

Andererseits gibt es trotz der vorgenannten verschiedenen Vorteile bei der Anwendung der Stranggußtechnik bei der Herstellung von kornorientierten Elektroblechen auch einige Nachteile, nämlich:

(1) es findet bei der Vorwärmung der Bramme für das Warmwalzen ein ungewöhnlich starkes Kornwachstum statt, was oft zu Streifen im Endprodukt führt;

(2) die Steigerung in den Stranggußstücken erschwert es, die Einschlüsse von z.B. MnS während des Warmwalzens zu beeinflussen;

(3) ein »blister« genannter Oberflächenfehler erscheint auf dem Endprodukt

Um die vorgenannten Mängel bei der Herstellung von kornorientierten Elektroblechen nach dem Stranggußverfahren zu beseitigen, wurden bereits die folgenden technischen Verbesserungen beschrieben:

Verfahren zur Erhaltung der ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften der Stranggußbramme gemäß JA-OS 61 319/1973 und JA-AS 32 059/1975; Verfahren zur Vermeidung der Oberflächenfehler gemäß JA-AS 42 208/1974 und 42 211/74.

Im Rahmen der Arbeiten an Stranggußbrammen für die Herstellung von Elektroblech mit stabileren und verbesserten magnetischen Eigenschaften wurden eingehende Untersuchungen des Zusammenhanges zwischen der Temperatur, mit der die Bramme nach dem Stranggießen und vor dem Warmwalzen in den Vorwärmofen kommt und der Struktur des warmgewalzten Bleches durchgeführt Es wurde gefunden, daß eine enge Beziehung existiert zwischen der Brammentemperatur und der Struktur, und daß eine verbesserte Struktur des warmgewalzten Bandes eine bemerkenswerte Stabilisierung der magnetischen Eigenschaften zur Folge hat.

Ferner wurde gefunden, daß bei der Herstellung von kornorientierten Elektroblechen nach dem Stranggußverfahren Ausscheidungen, wie MnS, AlN und andere Einschlüsse, die beim herkömmlichen Verfahren zur Herstellung kornorientierter Elektrobleche erzielt werden, während einer langsamen Abkühlung der Bramme koaguliert werden können. Wie nachstehend beschrieben wird, konnte experimentell nachgewiesen werden, daß sich die Koagulation von MnS durch eine langsame Abkühlung unter 900° C beträchtlich erhöht.

Diese Erscheinung tritt dann deutlich auf, wenn die Brammen absichtlich langsam abgekühlt werden, um Rißbildung zu verhindern.

Die Koagulation herrscht besonders in der Mitte der Bramme vor und erschwert dort die Auflösung der Ausscheidungen bei der Behandlung im Vorwärmofen für das Warmwalzen.

Bei der Herstellung von kornorientierten Elektroblechen ist es nötig, die Ausscheidungen, wie z. B. MnS, vollständig bei der Wärmebehandlung zu lösen, damit die magnetischen Eigenschaften (Bm) stabilisiert werden. Wenn jedoch die Koagulation von MnS erst einmal fortgeschritten ist und sich in der Bramme große Ausscheidungen gebildet haben, ist für deren Auflösung eine lange Zeit bei hoher Temperatur erforderlich; wird jedoch die Bramme bei der Vorwärmung für das Warmwalzen lange Zeit hohen Temperaturen ausgesetzt, findet ein ungewöhnliches Kornwachstum statt und dies führt bekanntlich zu den magnetischen Anomalien, die mit den Streifen des Endproduktes verbunden sind.

Daher sind die Wärmebehandlungsbedingungen bei

der Herstellung von kornorientierten Elektroblechen aus nach dem Stranggußverfahren hergestellten Brammen stark eingeschränkt, und diese Bedingungen können mit den heute kommerziell erhältlichen öfen nicht zufriedenstellend erreicht werden.

Die vorliegende Erfindung basiert auf den oben geschilderten Tatsachen; ihr erstes Ziel ist die Verbesserung der Struktur des Warmbandes und damit die Stabilisierung der magnetischen Eigenschaften des Endproduktes bei noch besseren Werten; das wird erreicht durch Überführen der Bramme nach dt αϊ Strangguß isi den Vorwärmofen für das Warmwalzen bei einer bestimmten Temperatur ohne langsames Abkühlen; ihr zweites Ziel ist eine Aufweitung des begrenzten Bereiches dar Wärmebehandungsbedingungen für das Warmwalzen; dazu soll die Koagulation des MnS usw. in der Bramme verhindert werden, um dessen Wiederauflösung bei der Wärmebehandlung im Ofen zu fördern.

In der DE-AS 2315 703 ist ein Verfahren zum Herstellen von Elektroband aus Siliciumstahl beschrieben, bei dem zuerst eine Bramme auf 1204°C erwärmt, bei 1149 bis 1204° C zu einem Band vor 1,5 bis 3,75 mm Dicke warmgewalzt, das Band entzundert, durch einen weiteren Walzschritt auf 0,50 bis 0,75 mm Dicke gebracht, normalisiert, auf Enddicke kaltgewalzt, entkohlt und unter Wasserstoff schlußgeglüht wird. In diesem Verfahren wird das Warmwalzen in einem Planetenwalzwerk durchgeführt, danach auf eine Temperatur von unterhalb 816°C bis oberhalb 316°C abgekühlt und das Walzen auf eine Dicke von 0,50 bis 0,75 mm im Temperaturbereich von 149 bis 816° C durchgeführt

Aus der DE-OS 25 44 623 ist ein Verfahren zur Herstellung von Stahlblech mit gerichtetem Korn und hoher magnetischer Permeabilität bekannt, bei dem der Stahl beim Stranggießen so gekühlt wird, daß die Neigung der Kühlkurve so gering wie möglich ist Die Platten werden danach direkt zu einer Wärmebehandlung bei 1300 bis 1400° C transportiert

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren zur Herstellung von kornorientiertem Elektrostahlblech durch Stranggießen einer Stahlschmelze mit 2,0 bis 4,0% Si und 0,015 bis 0,07% C sowie den Elementen, die die für die Sekundärrekristallisation benötigten Ausscheidungen bilden, Erwärmen der Bramme auf eine Temperatur von 1250 bis 1400° C und Warm- und ein- oder zweistufiges Kaltwalzen der Bramme so auszugestalten, daß eine Verbesserung der Struktur des Warmoandes und damit eine Stabilisierung der magnetischen Eigenschaften des Endproduktes bei noch besseren Werten erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch den überraschenden Befund gelöst, daß die genannten günstigen Eigenschaften des Produkts erhalten werden, wenn man die Temperatur im Inneren der Bramme zwischen dem Stranggießen und dem Warmwalzen oberhalb von 900°Chält

Gegenstand der Erfindung ist demnach das im Patentanspruch 1 beschriebene Verfahren.

Dem Merkmal, daß die Temperatur im Inneren der Bramme oberhalb von 900° C gehalten wird, kommt in der Erfindung große Bedeutung zu. Diese Temperaturangabe gilt nicht nur für die Zeit des Erhitzens auf 1250 bis 1400°C vor dem Warmwalzen, sondern für den gesamten Zeitraum zwischen dem Stranggießen und dem Warmwalzen der Bramme. Eine solche Lehre ist in der DE-AS 23 15 703 nicht beschrieben, auch wenn dort für das Erhitzen der Bramme vor dem Warmwalzen eine Temperatur von 1260 bzw. 1315°C angegeben ist Die Lehre der DE-AS 23 15 703 bezieht sich nicht auf ein bestimmtes Gießverfahren, und es wird nicht angegeben, was mit der Bramme nach dem Gießen und vor dem Erhitzen zum Lösen des Mangansulfids geschieht

Auch in der DE-OS 25 44 623 fehlen die genauen Angaben über den Temperaturverlauf in der Bramme zwischen dem Stranggießen und der ersten Wärmebehandlung. Ober das temperaturabhängige Koagulationsverhalten von Mangansulfid, das mit vorliegender Erfindung gezielt beeinflußt werden soll, ist in der DE-OS 25 44 623 nichts erwähnt

Um die Verbesserung der Struktur des Warmbandes durch die vorliegende Erfindung zu zeigen, wurden einige Brammen mit gleichem Kohlenstoffgehalt aus demselben Strangguß langsam abgekühlt (um Risse zu vermeiden); dann wurden sie in einen Vorwärmofen eingebracht und anschließend warm gewalzt Die so erhaltene Struktur der Warmbänder zeigt Fig. 1. Andere Brammen wurden nicht abgekühlt, sondern mit einer Innentemperatur von 950⁰C direkt in den Vorwärmofen eingebracht und warm gewalzt Die Struktur der so erhaltenen Warmbänder zeigt F i g. 2.

Die Struktur in Fig. 1 zeigt große lange Körner in der Mitte des Bandes. Diese Körner verschlechtern die magnetischen Eigenschaften der aus dem Strangguß hergestellten kornorientierten Elektrobleche.

Dagegen treten in der in Fig.2 gezeigten Struktur solche langgestreckten Körner nicht auf, die Struktur ist gleichmäßig über den ganzen Blechquerschnitt

Ferner wurden an den in F i g. 1 und 2 gezeigten Warmbändern Röntgenstrahlexperimente zur Texturuntersuchung durchgeführt Die Ergebnisse zeigt F i g. 3. Die reflektierte Röntgenstrahlungsintensität ist auf die von Proben mit isotroper Orientierung bezogen.

Es zeigt sich, daß die Textur der Warmbänder mit ihrer Struktur gekoppelt ist So zeigt im Vergleich zu F i g. 3a (zugehörig zu F i g. 1) die F i g. 3b (zugehörig zu Fig.2) eine Aufweitung der (HO)-Ebeiie und einen höheren Intensitätsanteil von den (Hl)- und (211)-Ebenen im Vergleich zur (100)-Ebene.

Wenn man nach dem Kaltwalzen die Bleche anläßt, rekristallisiert die (100)-Ebene kaum, während die (lll)-Ebene gut rekristallisiert; daher haben die im Blechinneren rekristallisierten Körner einen kleineren Durchmesser und unterschiedliche Orientierungen, und Keimbildung und Wachstum der Sekundärrekristallisation erfolgen leichter. Es bilden sich daher die sekundär rekristallisierten Körner aus.

Die Ergebnisse dieser Versuche sind repräsentative Beispiele für die vorliegende Erfindung.

Es wurden ferner die Temperaturbedingungen untersucht, unter denen sich die Verbesserung der Struktur des Warmbandes ergibt Es wurde festgestellt, daß die gewünschte Verbesserung erhalten wird, wenn die Bramme im Inneren eine Temperatur nicht unter 900°C hat, wenn sie in den Vorwärmofen für das Warmwalzen eingebracht wird.

Ist die Temperatur einmal unter 900° C im Brammeninneren gesunken, so ist es nicht mehr möglich, die gwünschten Verbesserungen zu erhalten.

Außerdem wurden ausführliche Untersuchungen über Lösungsglühen, Ausscheiden und Koagulieren von MnS durchgeführt. Dazu wurden Proben aus einer kommerziell gefertigten Stranggußbramme hergestellt. Dabei wurde festgestellt, daß ein bemerkenswerter Unter-

15

' schied im Lösungverhalten des MnS besteht zwischen dem herkömmlichen Aufheizverfahren (Lösungsglühen bei 130O⁰C, Abschrecken, Ausscheidungsbehandlung) und dem Temperaturerniedrigungsverfahren (Lösungsglühen bei 1300° C, dann Ausscheidungsbehandlung). Dies zeigt F i g. 4 für eine Probe mit 0,045% C, 3,10% Si, 0,060% Mn, 0,020% S. Die Ausscheidung im zweiten Verfahren beginnt bei etwa 25O⁰C tieferer Temperatur als im ersten Prozeß.

Mit Hilfe des »MnS-Extraktions-Replikaverfahrens« wurde im Elektronenmikroskop das Koagulieren von MnS beim Abkühlen nach der Wärmebehandlung untersucht. Bei diesem Verfahren wird die Probe abgeschliffen, in alkoholischer Jodlösung geätzt (das MnS wird dabei nicht angegriffen) und gewaschen. Durch Dampfphasenabscheidung wird ein Kohlenstofffilm aufgebracht. Der Film (Kohlenstoffreplika) wird abgezogen, und die anhaftenden MnS-Teüehen werden unter dem Elektronenmikroskop geprüft.

Dieselben Proben wie vorher wurden 1 Stunde bei 1300⁰C lösungsgeglüht, dann bei Temperaturen zwischen 1200 und 800⁰C zur Ausscheidung 30 Minuten ausgelagert, dann abgeschreckt Die Ergebnisse zeigt Fig. 5.

Es zeigt sich, daß die Koagulation von MnS stark fortschreitet, wenn die Auslagerung bei 900° C oder tiefer erfolgt Wenn also die Stranggußbramme direkt in den Ofen kommt, bevor ihre Temperatur im Inneren 900⁰C unterschreitet, wird die gewünschte Strukturverbesserung des Warmbandes erreicht Gleichzeitig wird die Koagulation des MnS unterdrückt, was die Dauer des Lösungsglühens im Vorwärmofen verkürzt Das wiederum erweitert die Möglichkeiten bei der Vorwärmung für das Warmwalzen und verbessert merkbar die magnetischen Eigenschaften des Endproduktes.

Eine obere Grenze für die Brammeninnentemperatur beim Einbringen in den Vorwärmofen ist mit etwa 1300⁰C durch den Stranggußvorgang selbst gegeben. Es wurde ferner gefunden, daß die Seigerung von (B\o) kann bei kornorientierten Elektroblechen dadurch erhalten werden, daß die sekundäre Rekristallisation gesteuert wird. Dabei sollen selektiv die primär rekristallisierten Körner mit (110)[001]-Orientierung wachsen, damit sich der Anteil der (110) [001]-orientierten Körner erhöht.

Es wurde gefunden, daß zu diesem Zweck nicht nur die Bildung günstig verteilter Ausscheidungen nötig ist, sondern auch geeignete Bedingungen für Keimbildung ίο und Wachstum der sekundären Rekristallisation wichtig sind.

Wie vorstehend beschrieben wurde, sind die Stranggußbrammen bei schneller Abkühlung anfällig für Korngrenzen-Karbidausscheidungen. Diese verhindern eine gleichmäßige Ausbildung der primär rekristallisierten Körner, welche sich vor der Sekundärrekristallisation bilden, und verschlechtert damit die magnetischen Eigenschaften.

Es wurde gefunden, daß das vorstehend geschilderte, mit der Stranggußtechnik verbundene Problem einen ungünstigen Einfluß auf das Wachstum der Sekundärrekristallisation im Brammeninneren hat weil nach der bisherigen Technik während des Abkühlens nach dem Ziehen die ganze Bramme eine (yA)-Umwandlung durchläuft Aufbauend auf diese Beobachtung wird erfindungsgemäß kornorientiertes Elektroblech mit hervorragenden magnetischen Eigenschaften erhalten, indem die Brammentemperatur nach dem Abkühlen und vor dem Warmwalzschritt in folgender Weise gesteuert wird:

Nur die oberflächennahen Teile der Bramme durchlaufen eine (yA)-Umwandlung; dadurch wird hier die Keimbildung für Sekundärrekristallisation gefördert und eine Sekundärrekristallisation mit gleicher Orientierung erleichtert Der Innenteil der Bramme bleibt oberhalb der (jyx)-Umwandlungstemperatur; da in diesem Teil die sekundärrekristallisierten Körner wachsen, wird so deren Wachstum gefördert F i g. 1 zeigt das Gefüge eines nach der herkömmli-

30

35

Karbiden an Korngrenzen in der Bramme ebenfalls die 40 chen Art hergestellten Warmbandes aus einer Strangmagnetischen Eigenschaften beeinträchtigt Wegen der gußbramme;

ungleichmäßigen Verteilung des Kohlenstoffes in den F i g. 2 zeigt das Gefüge eines Warmbandes, das nach

primär rekristaliisierten Körnern nach dem Warmwal- dem Verfahren der Erfindung hergestellt wurde;

zen erfolgt eine ungleichmäßige Ausscheidung von F i g. 3a und 3b zeigen Röntgenstrahlintensitäten, aus

Karbiden auf den Korngrenzen, was die Rekristallisa- 45 denen die Textur der beiden in F i g. 1 und F i g. 2

tion feiner unregelmäßig verteilter Körner zur Folge gezeigten Warmbänder zu ersehen ist;

50

hat Das hat nachteilige Wirkung auf die Sekundärrekristalllisation in den folgenden Schritten. Dieses Problem, das durch die Seigerung der Karbide beim Stranggußverfahren auftritt wird erfindungsgemäß durch eine Temperatursteuerung über dem Brammenquerschnitt beim Warmwalzen gelöst Dadurch wird es ermöglicht, die magnetischen Eigenschaften der kornorientierten Elektrobleche, die nach dem Stranggußverfahren her gestellt werden, weiter zu verbessern.

Die Erfindung betrifft somit auch die Weiterbildung des Verfahrens zur Herstellung von kornorientiertem Elektrostahlblech gemäß Patentanspruch 1, die Gegenstand von Patentanspruch 2 ist

Die Körner an der Brammenoberfläche, in denen sich Sekundärrekristallisationskeime bilden, erleiden also mindestens einmal eine (jv%)- bzw. («,y)-Umwandlung; die Körner im Inneren der Bramme, in denen das Wachstum der sekundärrekristallisierten Körner stattfindet werden zwischen dem Strangguß- und dem Warmwalzprozeß oberhalb des (jvx)-Umwandlungspunktes gehalten.

Die Verbesserung der magnetischen Eigenschaften Fig.4 zeigt das Ausscheidungsverhalten von MnS beim herkömmlichen Aufheizverfahren sowie beim Temperaturerniedrigungsverfahren;

F i g. 5 zeigt mittels rasterelektronenmikroskopischer Aufnahme unter Anwendung des »MnS-Extraktions-Replikaverfahrens« die unterschiedliche Koagulation von MnS in Abhängigkeit von der Temperatur, auf der das Material nach 1 Stunde Lösungsglühen bei 1300°C gehalten wird.

Die erfindungsgemäße Temperaturregelung beim Strangguß wird am besten dadurch beschrieben, daß repräsentative experimentelle Ergebnisse über Keimbildung und Wachstum bei der Sekundärrekristallisation betrachtet werden.

Eine Stahlschmelze mit 0,05% C, 3,15% Si, 0,090% Mn, 0,030% S, 0,030% lösliches Al wurde in einem Versuchsofen hergestellt und in Brammen von 150 mm Dicke in einer Versuchsstranggußanlage abgegossen.

Während des Abgießens wurde die Abkühlgeschwindigkeit so eingestellt daß die Bramme im Inneren 1250° C εη der Oberfläche 850° C hatte. Dann wurden die Brammen in einem Vorwärmofen 30 Minuten auf

60

1350° C gehalten, in einem Walzwerk warm auf 2,3 mm Dicke gewalzt, für 2 M inuten bei 1150° C angelassen und auf 0,30 mm kalt gewalzt. Sodann wurde eine Entkohlungsglühung in feuchtem H2 durchgeführt. Zum Abschluß kam eine Hochtemperatur-Fertigglühung. Diese Bleche zeigten eine befriedigende Sekundärrekristallisation.

Dieses Ergebnis geht auf die Tatsache zurück, daß die Karbide im Inneren des Warmbandes gleichmäßig ausgeschieden sind, und zwar hauptsächlich im Korninneren und kaum auf den Korngrenzen. Eine solche Karbidverteilung wird erhalten, weil der Innenteil des Bleches während des Warmwalzens einphasig (α) bleibt und weil die Karbide sich ohne Koagulation von Kohlenstoff ausscheiden.

Die magnetischen Eigenschaften des Endproduktes zeigen sehr hohe Sie- Werte wie 1,95 T.

Die Umwandlungstemperatur vom λ in λ+γ hängt vom Si- und C-Gehalt ab, und es ist schwer, sie im einzelnen anzugeben.

Nach eigenen Versuchen und nach der Literatur kann der Temperaturbereich des «+y-Gebietes wie folgt erhalten werden:

bei 2% Si und 0,03% C ist das Gebiet

1300 bis 820° C;

bei 2% Si und 0,06% C ist das Gebiet

1360 bis 750° C;

bei 3% Si und 0,03% C ist das Gebiet

1190 bis 880° C;

bei 3% Si und 0,06% C ist das Gebiet

1290 bis 780° C.

Bei der Anwendung der vorliegenden Erfindung in der Praxis ist es nötig, Maschinen und Arbeitsbedingungen zu ändern, damit die Temperaturdifferenzen über den Querschnitt der Stranggußbramme erhalten werden können. So müssen die Stranggußanlage und die Warmwalzstraße sowie die Transportvorrichtung zwischen beiden geändert werden, damit die Transportzeit verkürzt wird. Auch die Abkühlung bei der Stranggußanlage muß geändert werden, um die Brammen in den richtigen Temperaturbereich zu bringen.

Im folgenden wird erläutert, inwiefern die vorliegende Erfindung Bedingungen an die Stahlzusammensetzung stellt

Silicium kann in denselben Konzentrationen vorliegen wie bei normalem kornorientiertem Elektroblech; bei unter 2% steigt der Kernverlust, bei über 4% wird das Material für das Kaltwalzen zu spröde. Daher beträgt in der eingesetzten Stahlschmelze der Si-Gehalt 2,0 bis 4,0%.

Bei einem Kohlenstoffgehalt unter 0,015% C werden die magnetischen Eigenschaften schlecht, weil die Körner der Bramme beim Vorwärmen zum Warmwalzen zu grob werden. Bei über 0,07% C dauert die Entkohlung zu lange, was unökonomisch ist; außerdem werden die magnetischen Eigenschaften schlechter. Daher muß der Kohlenstoffgehalt zwischen 0,015 und 0,07% liegen.

Ferner erhält die eingesetzte Stahlschmelze gewisse Zusatzelemente in Spuren, welche die für die Sekundärrekristallisation benötigten Ausscheidungen bilden, nämlich 0,03 bis 0,10% Mn und 0,01 bis 0,03% S, mindestens 0,01% Al und mindestens 0,004% N und/oder mindestens 0,02% Se und mindestens 0,02% Sb.

Ist der Mn- und der S-Gehalt unterhalb der vorstehend angegebenen Grenzen, so bilden sich für die sekundäre Rekristallisation nicht genügend Ausscheidungen. Liegt der Mn- und S-Gehalt über den vorgenannten Grenzen, so bilden sich zu grobe Ausscheidungen, die sich in dem erfindungsgemäß angegebenen Temperaturbereich nicht ausreichend gut lösen. Damit sind Verteilung und Größe der MnS-Ausscheidungen, die sich beim Warmwalzen bilden, nicht genügend günstig und gleichmäßig, so daß die volle Ausbildung der Sekundärrekristallisation nicht erhalten wird.

Daher muß der Gehalt an Mn und S bei 0,03 bis 0,10% Mn und 0,010 bis 0,03% S liegen.

Im folgenden wird ausgeführt, warum die Strangbramme auf Temperaturen von 1250 bis 1400°C erhitzt werden muß.

Die untere Grenze ist dadurch gegeben, daß sich die

feinverteilten Ausscheidungen bei der Lösungsglühung noch auflösen müssen. Die obere Grenze ist durch das anormale Kornwachstum in der Stranggußbramme gegeben.

Mit den vorgenannten Gehalten von Mn und S ist eine Temperatur von über 1250° C zur Auflösung der MnS-Ausscheidungen nötig. Um beim Strangguß anormales Kornwachstum zu verhindern, ist andererseits eine tiefere Temperatur wünschenswert; obwohl das anormale Korn wachstum mit dem Kohlenstoffgehalt in Zusammenhang steht, ist die Temperatur bei 1400° C begrenzt, auch wenn der Kohlenstoffgehalt sich innerhalb der hier angegebenen Grenzen noch höher bewegt.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Im Konverter wurde eine Stahlschmelze mit folgenden Merkmalen hergestellt:

0,044% C, 3,17% Si, 0,065% Mn, 0,021% S, 0,003% säurelösliches Al, 0.0037% N (Zusammensetzung in der Gießpfanne).

Die Stahlschmelze wurde vakuumentgast und in einer Vakuumentgasungsanlage die genaue Zusammensetzung eingestellt. Diese Schmelze wurde stranggegossen. Zwei Brammen wurden direkt in den Vorwärmofen für das Warmwalzen gebracht. 50 Minuten nach dem Gießen, als die Brammen im Inneren eine Temperatur von 950⁰C hatten, wurden sie im Ofen auf 1350° C gebracht.

Die Brammen blieben 110 bzw. 150 Minuten im Ofen und wurden dann unter den üblichen Bedingungen für kornorientiertes Elektroblech auf 23 mm Dicke warm gewalzt und aufgehaspelt Andere Brammen wurden langsam abgekühlt, um Risse zu vermeiden und danach auf 1350°C aufgewärmt Nach 200 Minuten wurden sie unter üblichen Bedingungen auf 23 mm Dicke gewalzt und aufgehaspelt

Diese Warmbänder wurden in einem Zweistufenwalzwerk auf eine Enddicke von 0,3 mm kalt gewalzt mit einer Zwischenglühung von 3 Minuten bei 850°C; dann wurden sie in feuchtem Wasserstoff 3 Minuten bei 840° C entkohlt und bei 1170° C in H₂-Gasatmosphäre 20 Stunden schlußgeglüht

Die Magneteigenschaften dieser Endprodukte in Walzrichtung sind in Tabelle I zusammengefaßt

Tabelle: I	9	26	56 161	Kraftnußdichte R	10	»Ϊ7/5Ο R
	Bramme Nr.	Vorwärmzeit in Min.	Magnetische βιοΠΊ Χ	1,87-1,85 1,88-1,86 1,87-1,83	Kernverlust [W/kg] Χ	1,19-1,25 1,17-1,24 1,20-1,29
Erfindung Bekanntes Verfahren	1 2 Durchschnitts werte der Brammen	110 150 200	Ι,865 1,870 1,850	Ι,22 1,20 1,25

Die Brammen 1 und 2 haben im warmgewalzten Zustand eine bessere Struktur, ihre Endprodukte haben bessere magnetische Eigenschaften mit geringerer Streuung längs des ganzen Haspels als die herkömmlich behandelten Brammen.

Beispiel 2

Im Konverter wurde eine Stahlschmelze mit folgenden Merkmalen hergestellt:

0,050% C, 3,15% Si, 0,06% Mn, 0,020% S, 0,002% säurelösliches Al, 0,0035% N (Zusammensetzung in der Gießpfanne).

Die Stahlschmelze wurde vakuumentgast und in einer Vakuumentgasungsanlage die genaue Zusammensetzung eingestellt. Diese Schmelze wurde stranggegossen. 5 Brammen mit Innentemperatur von 600, 700,800,900, 1000⁰C wurden in einen Vorwärmofen für das Warmwalzen gebracht Hier wurden sie bei 1350° C solange erwärmt, daß das Brammeninnere mindestens 60 Minuten lang über 1300°C war. Die so behandelten Brammen wurden warm auf 2,3 mm Dicke gewalzt und aufgehaspelt.

Andere Brammen wurden nach dem Strangguß langsam abgekühlt, um Risse zu vermeiden. Die kalten Brammen wurden im Ofen solange bei 135O⁰C erwärmt, daß das Brammeninnere 60 Minuten über 1300° C war. Die so behandelten Brammen wurden warm auf 2,3 mm Dicke gewalzt und dann aufgehaspelt

Alle Warmbänder wurden dann in einem Zweistufenwalzwerk auf eine Enddicke von 0,3 mm kalt gewalzt mit einer Zwischenglühung von 3 Minuten bei 850⁰C Diese Bleche wurden 3 Minuten bei 840⁰C in feuchtem Wasserstoff entkohlt und bei 1170° C in H₂-Gasatmosphäre 20 Stunden schlußgeglüht Die Endprodukte hatten folgende magnetische Eigenschaften:

1. Brammeninnentemperatur

2. Brammeninnentemperatur

3. Brammeninnentemperatur

4. Brammeninnetxtemperatur

5. Brammeninnentemperatur

Damit ist gezeigt daß die magnetischen Eigenschaften bemerkenswert verbessert werden, wenn die Brammeninnentemperatur nicht unter 900⁰C sinkt

Beispiel 3

Im Konverter wurde eine Stahlschmelze mit folgenden Merkmalen hergestellt:

0,045% C, 2,83% Si, 0,087% Mn, 0,021% S, 0,025% säurelösliches Al, 0,0061% N (Zusammensetzung in der Gießpfanne);

600° C	1,85OT
700⁰C	1,845 T
800° C	1.850 T
900° C	1,87OT
1000°C	1,875 T

Die Stahlschmelze wurde vakuumentgast und die genaue Konzentration in einer Vakuumentgasungsanlagc eingestellt Diese Schmelze wurde siranggegossen. Die Brammen mit einer Temperatur im Inneren von 940⁰C wurden im Ofen auf 1360⁰C aufgewärmt und sodann auf 2,3 mm Dicke warm gewalzt.

Andere Brammen wurden langsam abgekühlt, um Risse zu vermeiden. Dann kamen sie in den Vorwärmofen und wurden auf eine Dicke von 23 mm warm gewalzt und aufgehaspelt

Alle Warmbänder wurden dann 2 Minuten bei 1150⁰C vorgewärmt und in einem Einstufenwalzwerk auf 0,3 mm Dicke kalt gewalzt Diese Bleche wurden dann 3 Minuten bei 840⁰C in feuchter H2-Gasatmosphäre entkohlt und schließlich bei 1200⁰C in H₂-Gasatmosphäre 20 Stunden schlußgeglüht

Die Endprodukte hatten folgende magnetischen Eigenschaften:

W\ 7/50
[W/kg]

Erfindung; Mittelwerte

Bekanntes Verfahren; Mittelwerte

1,94
1,92

1,08
1,16

Beispiel 4

In einem 100-t-Konverter wurde ein Stahl mit 0,042% C, 3.02% Si, 0,09% Mn, 0,020% S, 0,033% säurelöslichem Al und 0,0052% N hergestellt Im Stranggußverfahren wurden daraus 12 Brammen mit 200 mm Dicke und 1000 mm Breite hergestellt Durch Drosselung des sekundären Kühlwasserkreislaufes wurden 6 Brammen langsam abgekühlt; damit wurde sichergestellt, daß die Brammentemperatur an der Oberfläche bis etwa 920° C absank, im Inneren jedoch nach über 1250° C lag.

Die anderen 6 Brammen wurden nach herkömmlicher Art abgekühlt und mit etwa 300° C an der Oberfläche und 450° im Inneren in den Vorwärmofen eingebracht (Vergleichsproben). Die Brammen wurden 3 Stunden auf 135O⁰C erwärmt und dann auf 22 mm Dicke warm gewalzt Dann wurden die warm gewalzten Bleche 2 Minuten auf 1150° C erwärmt, auf eine Enddicke von 030 mm kalt gewalzt, in feuchter H2-Gasatmosphäre entkohlt mit einer Schutzschicht überzogen und schließlich 20 Stunden bei 1200° C schlußgeglüht

Die magnetischen Eigenschaften der erhaltenen kornorientierten Elektrobleche sind in Tabelle II zusammengefaßt:

11 12

Tabelle II

Kernverlust W_17/5O (W/kg] Magnetische Kraftflußdichte B_n, [T]

Mittel Streuband Mittel Streuband

Erfindung 1,067 1,01 bis 1,13 1,950 1,93 bis 1,97

Vergleichsproben 1,122 1,03 bis 1,27 1,924 1,89 bis 1,96

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von kornorientiertem Elektrostahlblech durch Stranggießen einer Stahlschmelze mit 2,0 bis 4,0% Si, 0,015 bis 0,07% C sowie den Elementen, die die für die Sekundärrekristallisation benötigten Ausscheidungen bilden. Erwärmen der Bramme auf eine Temperatur von 1250 bis 1400° C und Warm- und ein- oder zweistufiges Kaltwalzen der Bramme, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur im Inneren der Bramme zwischen dem Stranggießen und dem Warmwalzen oberhalb von 900° C hält

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur im Inneren der Bramme zwischen dem Stranggießen und dem Warmwalzen oberhalb des (j»a) Umwandlungspunkts hält, während die oberflächennahen Bereiche der Bramme den ()y%)- bzw. («,yJ-Umwandlungspunkt wenigstens einmal durchschreiten dürfen.